一种集成式电机及其驱动器控制方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及电机领域，具体涉及一种集成式电机及其驱动器控制方法。
【背景技术】
[0002]电动车的系统动力部分包括电池、驱动器和电机。目前电池大多采用锂电池。锂电池由3.2V的单元通过串联形成需要的电压等级。在国内锂电池电压高的达到600V左右。在同样功率情况下，这么高的电压电流小，效率会高点。但高压会带来也带来很多问题，例如绝缘需要增强，安全性差，成本高等。所以现在低压电动车还相当有市场。
[0003]低压电动车的电池电压低，绝缘和安全性高，由于电压低，器件平台成本降低。但是难处是扩大功率很困难。例如600V电池要是做额定功率30KW，峰值功率60KW，额定电流仅仅50A，峰值电流100A。如果采用75V电池供电，额定电流400A，峰值电流800A。这么大的电流对电机绕组很大影响，需要很粗的电机绕组，电机直径很大，体积很大。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是为解决上述不足，提供一种集成式电机及其驱动器控制方法。
[0005]本发明的目的是通过以下技术方案实现的:
一种集成式电机及其驱动器控制方法，包括集成式电机和驱动器的控制方法，所述的集成式电机包括机壳、N个电机单兀的定转子、和一个驱动器，N个电机单兀安装成在同一个机壳内部并且同轴，N个电机单元为负载提供动力。驱动器输出N路3相电源，分别电连接驱动N个电机单元。所述的N个电机单元，每一个电机单元包括一个转子和一个定子。
[0006]驱动器为多路3相输出的驱动器，能够同时驱动多个独立的电机单元。
[0007]驱动器的控制方法采用三相驱动控制，驱动器的每一路3相输出驱动其中的一个电机单元。
[0008]多路3相输出的驱动器能够通过开关把损坏的电机单元切除，实现冗余工作。
[0009]多路3相输出驱动器的输出采取错相控制方法工作来改善系统性能。
[0010]错相控制方法的规律为:
设集成的电机单元N个，那么以第一个电机单元的控制角度为O度，那么第二个电机单元的控制比第一个电机单元滞后120/N角度，第三个电机单元的控制比第一个电机单元滞后2*120/N角度，…….，第N个电机单元的控制比第一个电机单元滞后(N-l)*120/N角度。
[0011]本发明具有如下有益的效果:
本发明设计合理，降低绕组电流，还可以减小电机的总外径，也减小转子的直径，降低电机的转动惯量，改善了电机的动态性能，有利于电动车的加速和减速，解决了高压电动车的安全性等问题，又解决了目前低压车方案的电流大的问题，同时改善了驱动系统的控制性能和提高驱动系统的可靠性。
【附图说明】
[0012]图1为本发明的整体结构示意图；
图2为本发明的控制方法例子示意图；
图3为本发明的转矩控制方式I波形图；
图4为本发明的转矩控制方式2波形图。
【具体实施方式】
[0013]下面结合附图对本发明作进一步的说明:
如图1所示，一种集成式电机及其驱动器控制方法，包括集成式电机和驱动器的控制方法，所述的集成式电机包括机壳1、N个电机单元的定转子、和一个驱动器5，N个电机单元安装成在同一个机壳I内部并且同轴，N个电机单元为负载4提供动力。驱动器输出N路3相电源，分别电连接驱动N个电机单元。所述的N个电机单元，每一个电机单元包括一个转子3和一个定子2 ;驱动器为多路3相输出的驱动器，能够同时驱动多个独立的电机单元；驱动器的控制方法采用三相驱动控制，驱动器的每一路3相输出驱动其中的一个电机单元；多路3相输出的驱动器能够通过开关把损坏的电机单元切除，实现冗余工作；多路3相输出驱动器的输出采取错相控制方法工作来改善系统性能；错相控制方法的规律为:设集成的电机单元N个，那么以第一个电机单元的控制角度为O度，那么第二个电机单元的控制比第一个电机单元滞后120/N角度，第三个电机单元的控制比第一个电机单元滞后2*120/N角度，…….，第N个电机单元的控制比第一个电机单元滞后(N-1)*120/N角度。
[0014]驱动器控制方法以集成2个电机为例，驱动器输出2个三相，共6相电源，其中三相驱动定子，另外三相驱动定子，如图2。
[0015]I)转矩控制方式1:驱动器的电流矢量(，，)，(，，)。和，和，和同相位，同幅值，那么驱动器输出的等效的总电流=+=2*, =+=2*, =+=2*o转矩为T=2*T1,等效于两个电机同步出力。因此分担了输出功率，每个绕组的电流有效值为总电流的1/2，如图3。
[0016]2)转矩控制方式2:为了减小转矩脉动，可以采取错相控制。驱动器输出的电流滞后相位角60度，滞后相位角60度，相位角60度。驱动器的电流等效为=+，=+，=+。提供的电磁转矩仍为Τ=2Τ1，但转矩脉动会降低，从电流矢量的波形即可看出，如图4。
[0017]集成式电机驱动的冗余控制:以电动车驱动为例，在行驶的过程中，如果有I个电机单元损坏的话，通过驱动器停止该路的输出。余下的电机单元在驱动器的驱动下维持电动车继续走，可以把车开到路边或者服务区等，这样电动车就不会瘫在路上；此外，剩余的可以工作的电机单元，如果数目大于等于2，可以重新调整电流的滞后角度，进行错相控制。以三个电机单元为例，如果三个电机单元都正常时，电机单元的电流相位差为:定子2的电流滞后于定子I的电流40度，定子3的电流滞后定子I的电流80度。假设这时电机单元2损坏，退出工作。剩下电机单元I和电机单元3，这时，可以控制驱动器使得定子3的电流滞后定子I的电流60度。
[0018]以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征及本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
【主权项】
1.一种集成式电机及其驱动器控制方法，包括集成式电机和驱动器的控制方法，其特征在于:所述的集成式电机包括机壳、N个电机单元的定转子、和一个驱动器，N个电机单元安装成在同一个机壳内部并且同轴，N个电机单元为负载提供动力；驱动器输出N路3相电源，分别电连接驱动N个电机单元；所述的N个电机单元，每一个电机单元包括一个转子和一个定子。
2.如权利要求1所述的一种集成式电机及其驱动器控制方法，其特征在于:所述的驱动器为多路3相输出的驱动器，能够同时驱动多个独立的电机单元。
3.如权利要求1所述的一种集成式电机及其驱动器控制方法，其特征在于:所述的驱动器的控制方法采用三相驱动控制，驱动器的每一路3相输出驱动其中的一个电机单元。
4.如权利要求2所述的一种集成式电机及其驱动器控制方法，其特征在于:所述的多路3相输出的驱动器能够通过开关把损坏的电机单元切除，实现冗余工作。
5.如权利要求2所述的一种集成式电机及其驱动器控制方法，其特征在于:所述的多路3相输出驱动器的输出采取错相控制方法工作来改善系统性能。
6.如权利要求5所述的一种集成式电机及其驱动器控制方法，其特征在于:所述的错相控制方法的规律为:设集成的电机单元N个，那么以第一个电机单元的控制角度为O度，那么第二个电机单元的控制比第一个电机单元滞后120/N角度，第三个电机单元的控制比第一个电机单元滞后2*120/N角度，…….，第N个电机单元的控制比第一个电机单元滞后(N-1) *120/N 角度。
【专利摘要】本发明提供一种集成式电机及其驱动器控制方法，包括集成式电机和电机驱动器的控制方法。集成式电机包括N个电机单元，N个电机单元安装在同一个机壳内部；这N个电机单元同轴,驱动器对应N个电机单元有N个三相输出，分别电连接驱动N个电机单元,所述的N个电机单元为N个相同的电机单元，每一个电机单元包括一个转子和一个定子；本发明设计合理，降低绕组电流，降低电机的转动惯量（直径小），改善了电机的动态性能，有利于电动车的加速和减速，解决了高压电动车的安全性等问题，又解决了目前低压车方案的电流大的问题，同时改善了驱动系统的控制性能和提高驱动系统的可靠性。
【IPC分类】H02K7-20, H02P5-46
【公开号】CN104617707
【申请号】CN201510077413
【发明人】余恒
【申请人】深圳市南方安华电子科技有限公司
【公开日】2015年5月13日
【申请日】2015年2月13日